DÉJEUNER-CONFÉRENCE
LE DIMANCHE 27 MAI 2012, À 11 h 30
 
La Société des Amis Canada-France
a le grand plaisir et le privilège de vous proposer une conférence qui mettra
de l’avant de récentes découvertes. Celles-ci permettront d’entrevoir certains mystères
de notre univers complexe où l’ensemble de la masse et de l’énergie serait invisible
mais dominant. La matière visible ne représenterait en effet qu’une infime partie de ce
qui nous entoure ! On sait où réside la matière sombre ou manquante,
mais on est incertain de la nature de sa composition...
Le conférencier, que nous accueillerons avec beaucoup d’intérêt à cet effet,
est l’astrophysicien :
 
STÉPHANE COURTEAU
La conférence
 
∘ En 1933, un astronome d’origine suisse, Fritz Zwicky, a découvert au cours de l’étude d’un groupe de 7 galaxies dans l’amas de Coma que les vitesses de ces 7 galaxies différaient les unes des autres et étaient très élevées. Selon ses mesures, la masse dynamique de l’amas était 400 fois plus grande que la masse lumineuse. D’autres chercheurs, dont Sinclair Stewart (1936), ont observé un phénomène semblable, l’expliquant par la présence de matière entre les galaxies de l’amas.
 
∘ La question de l’existence d’une matière manquante à l’analyse ou invisible - et que l’on nommera matière noire ou sombre (Dark Matter) - a sombré un certain temps dans l’oubli. Elle a refait surface à partir des recherches d’une jeune astronome américaine, Vera Rubin, durant les années 1970. Les années 1980 ont produit aussi d’autres analyses renforçant les observations que les étoiles ne semblent pas suivre les lois de la gravitation. La présence de la matière noire continue d’être offerte comme une explication. À l’échelle des galaxies au sein des amas, le même phénomène des mouvements des étoiles se révèle, suggérant aussi la présence de matière noire entre les galaxies.
 
∘ Lorsqu’il y a absence d’entraves ou de matière, un faisceau de lumière se propage en ligne droite. Mais, en présence d’une masse invisible, ou cachée de la vue, le constat veut que les rayons soient déviés... par l’effet gravitationnel de la matière noire ou sombre. On dit que la matière noire remplit les espaces entre les galaxies et se concentre autour d’elles dans de longs filaments ou grands nuages. Elle est invisible mais révèle sa présence par son immense gravitation.
 
∘ En plus de la matière noire ou sombre, l’Univers est formé de matière visible (4 à 5 pour cent) et d’énergie noire (70%) qui expliquerait l’accélération de l’expansion du cosmos. En 1985, une équipe internationale de 13 astronomes, dirigé par l’institut de l’Astrophysique de Paris et l’Observatoire de Paris qui a utilisé le télescope Canada-France-Hawaï, a obtenu des images haute résolution et analysé 200 000 galaxies lointaines. L’équipe a ainsi obtenu l’image de la distribution de la matière noire, comprenant la distorsion provoquée par la matière noire.
 
∘ La matière noire est un mystère que la science moderne n’a pas percé. Si elle constitue 90 pour cent de l’Univers, sa composition et distribution sont inconnues. Les cosmologistes essaient de bâtir des théories pour comprendre l’évolution de l’Univers et des galaxies. Pourquoi les grands vides...ou des amas de galaxies en filaments... ? Aujourd’hui, bien que contestée, la théorie de la matière noire reste la plus convaincante. Les chercheurs s’entendent sur l’idée que l’Univers serait remplie d’une substance invisible, inconnue et qualifiée pour cette raison de « noire ».
 
∘ En parallèle, diverses hypothèses continuent aussi d’être proposées, ou de semer le doute, Notamment l’une des théories de l’astronome Stacy McGaugh (Maryland) voulant que l’univers soit constitué entièrement de matière ordinaire... contredisant ainsi la théorie que l’Univers est constitué à 90 pour cent de matière invisible dite noire... Autres théories : l’Univers est plat... il est en expansion rapide... Aussi, les nouvelles théories de gravité quantique supposent l’existence de l’Univers avant le Big Bang...(qui ne serait ainsi pas le début de l’espace du temps, de la matière mais une phase de transition).
 
∘ Pour mettre en évidence l’existence de la matière noire, on tente de trouver des traces indirectes par l’observation de la voûte céleste, ou par la fabrication de la matière dans un accélérateur de particules (CERN) ou encore, à l’aide de détecteurs appropriés, on cherche à détecter la matière noire dans un laboratoire souterrain de Modane à Edelweiss (France), situé 1700 mètres sous la roche dans une excavation du tunnel Fréjus afin de se détacher des rayons cosmiques qui bombardent des rayons interargissant avec la matière en créant des particules. Selon l’hypothèse, les profondeurs devraient permettre de détecter des événements impercetibles à la surface. Le laboratoire américain CDMS est lui-même installé dans une ancienne mine du Minnesota. La détection de la matière sombre est donc aujourd’hui un des des domaines de la physique qui est extrêmement dynamique.
 
∘ Le professeur Stéphane Courteau rappelle que toute la matière visible ne représenterait, en effet, qu'une infime partie de celle qui nous entoure. Bien que l'on pense savoir où cette matière, qu'on appelle « masse manquante », réside, nous sommes dans l'incertitude totale quant à la nature de sa composition !
 
∘ Au cours de sa conférence, Stéphane Courteau fera la lumière sur cette masse manquante et l'énergie du vide, tout en nous offrant un survol accessible de la perception de l'univers. À l'aide de références historiques, d'anecdotes et de clips vidéos, il retracera l'histoire d'une des plus fascinantes découvertes au sujet de notre univers, soit, la présence de matière invisible. Il note que les chercheurs de l'Université Queen's font figure de proue dans la recherche des particules de matière sombre, dites WIMPs (Weakly interactive massive particles). Il compte traiter également des efforts présents et à venir, aussi bien à Queen's que dans d'autres grands Centres de recherche, pour que soit résolue avant longtemps une des énigmes les plus intrigantes de la physique moderne.
 
Le conférencier
 
∘ Stéphane Courteau est astrophysicien, professeur au département de physique, génie et astronomie de l’Université Queen’s, où il enseigne depuis 2003. Fellow, du Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada à l’Université Cornell (Ithaca, New York, É.-U.), de 1992 à1993, il a été également Fellow au National Optical Astronomy Observatory, soit le centre national de recherches et développement des É.-U. qui se spécialise dans la recherche astronomique nocturne au sol. Le centre regroupe une coalition d’observatoires publics et privés voués à la recherche scientifique, à la formation et à la sensibilisation du public, et comprend le Kitt Peak National Observatory situé à Tucson (Arizona, É.-U.), à partir duquel S. Courteau a travaillé entre 1993 et 1996.  De 1996 à 1999, il a occupé un poste au Hertzberg Institute of Astrophysics (Victoria, C.-B.), rattaché au Conseil national de recherches du Canada. Cet institut comprend le centre de gestion, d’archivage et de distribution des données astronomiques du Canada ; il met au point des instruments scientifiques en vue de l’observation astromomique et collabore avec l’industrie dans l’objet de voir aux transferts technologiques. L’Institut exploite deux observatoires (à Victoria et à Penticton). En 1999, S. Courteau a lancé sa carrière dans l’enseignement au département de physique et d’astronomie de l’Université de la Colombie-Britannique (Vancouver, C.-B.). À partir de 2003, il poursuit sa carrière actuelle dans l’enseignement au département de physique de l’Université Queen’s de Kingston (ON).
 
∘ Son parcours universitaire comprend un B.Sc. en physique, de l’Université de Montréal (QC) et un doctorat en astrophysique de l’Université de la Californie, à Santa Cruz. Sa thèse de doctorat portait sur la Détection de la matière sombre dans l’univers (1992).
 
∘ Il s’intéresse alors tout particulièrement à la cosmologie observationnelle - la distribution des galaxies, la structure de l’univers à grande échelle, les mouvements d’ensemble des galaxies, etc. On constate que ses conférences scientifiques l’ont mené de Sudbury (ON), à Drumondville (QC) ... et aussi à travers le monde ! Ses études et recherches l’avaient mis en contact avec des pionniers dans le domaine de la matière sombre et il continue de s’intéresser aujourd’hui à cette même spécialisation. Se sont ajoutés d’autres intérêts relativement à la formation, à la composition et à l’évolution des structures des galaxies, des populations stellaires et autres structures à grande échelle dans l’univers.
 
Le thème de la conférence
 
Dans le cadre de ses travaux récents, S. Courteau nous incitera à faire :
 
Toute la lumière sur la matière sombre